JP4167326B2 - Aluminum alloy automatic transmission spool valve - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、優れた寸法精度とともに耐摩耗性及び耐焼付性を有するアルミニウム合金製オートマチックトランスミッション用スプール弁に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来油圧作動機器類のように漏洩のないシールを必要とする装置に使用する摺動部材には低炭素鋼、低炭素合金の鋼肌焼き鋼や、被削性を重視してJIS 構造用合金鋼SUM24L等の快削鋼等が使用されており、ブランクの切削加工(ヘッダー等、形状によっては塑性加工と切削との組合せ加工)の後、浸炭焼き入れを行って耐摩耗性を付与し、仕上げに研磨加工されている。しかし鉄鋼製スプール弁は比重が大きいために作動応答性が悪い。
【0003】
最近自動車等の軽量化を目的として、その油圧作動機器類をアルミニウム合金の鋳造品とする傾向があり、それらに使用する摺動部材もアルミニウム合金化している。アルミニウム合金としては、主としてA6061 系又はその快削材等のA6000 系のT8 処理材(520 ℃で2時間溶体化処理をした後水冷により急冷し、冷間加工し、次いで170 〜180 ℃で8時間人工時効硬化処理を行った素材)が使用されている。これらのアルミニウム合金を切削加工した後、要求精度により研磨加工をし、次いで硬質陽極酸化処理をし、さらに研磨加工で最終仕上げを行っている。なおヘッダー等の場合のように形状によってはA6000 系のO材を塑性加工し、切削によりブランク加工をし、T6 又はT7 処理を行った後で、上記と同様に研磨加工以下の工程を行っている。A6000 系アルミニウム合金は鍛造等の塑性加工性が良好であり、かつ硬質陽極酸化処理が可能であるので、スプール材に好適である。
【0004】
スプール弁の場合、材料として鉄鋼を使用した方がアルミニウム合金の場合より低コストであるが、スプール弁を受承する本体をアルミニウム鋳物とするため、本体とスプール弁との熱膨張の差が大きく、使用中に昇温すると本体の穴の内壁とスプール弁の外面との間に隙間が大きく生じて、作動油の漏れが多くなるという問題がある。
【0005】
これに対して、アルミニウム合金製スプール弁は作動油漏れが少なく、応答性が良好であるが、鉄鋼製スプール弁に比較して高価であるという問題がある。従って、アルミニウム合金製スプール弁は主として高級自動車用のオートマチックトランスミッション等に使用され、大衆車クラスの自動車には鉄鋼製スプール弁が多用されている。
【0006】
A6000 系アルミニウム合金で快削成分が添加されていない材料を切削加工してスプール弁を製造する場合、加工時に切り屑が連結して切削性が悪く、かつ切り屑を噛み込んで寸法精度が低下するとともに、切り屑を頻繁に除去する必要がある。また被削材は通常A6000 系アルミニウム合金の押出し材であるので、材料自体に残留応力があり、切削加工後に曲がり、うねり等が生じる。さらに切削加工性が悪いために、加工時の応力により曲がり、うねり等が助長される。
【0007】
このような低切削性の問題を解消するために、アルミニウム合金材として鉛等の快削元素を添加したいわゆる快削材を使用することも考えられるが、快削材は一般に高価であるばかりでなく、鉛等が公害の原因になる恐れもある。快削鋼も通常のT8 処理を行った場合には、材料自体の残留応力は同様にあり、曲がり、うねり等の原因となる。そのため、快削材を使用しなくても容易に切削加工できるとともに、高精度かつ高同軸度のスプール弁等の摺動部材を低コストで製造する技術が望まれている。
【0008】
一方、摺動部材を低摩擦化するために種々の表面処理が提案されているが、最も一般的であるのが硬質陽極酸化処理である。例えば特開平5-44865 号は、アルミニウム製バルブスプールの製造方法であって、基材の角部を円弧状にするとともに、基材表面に均一に5〜25μmの陽極酸化皮膜を形成する方法を開示している。しかしながら、硬質陽極酸化処理自体が高価であるとともに、陽極酸化皮膜では耐摩耗性が十分でなく、摩耗した陽極酸化皮膜の微粉末やゴミが摺動面に噛み込み、局部面圧が高くなって傷や焼き付きの原因となるという問題もある。このように陽極酸化皮膜はアルミニウム同士の焼き付き防止及び耐摩耗性向上のために形成されているが、実用上その目的を十分には達成していないのが実情である。
【0009】
また硬質陽極酸化処理をする場合でも、その前に寸法精度を出すために研磨加工をする必要があった。その上、硬質陽極酸化処理の場合、基材表面の場所により電流密度が異なるため、膜厚が均一にならず、処理後に再度研磨加工を施す必要があった。このように硬質陽極酸化処理の場合には十分な耐摩耗性及び耐焼付性が得られないのみならず、工程が複雑で製造コストが高くなるという問題がある。
【0010】
従って、本発明の目的は、快削材を使用しなくても容易に切削加工することができるとともに、硬質陽極酸化処理では得られないほど優れた耐摩耗性及び耐焼付性を有し、かつ良好な寸法精度を有するアルミニウム合金製オートマチックトランスミッション用スプール弁を提供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記課題に鑑み鋭意研究の結果、本発明者らは、スプール弁の基材を快削成分無添加のアルミニウム合金製とするとともに、それに過時効処理を施し、かつ固体潤滑剤のコーティング及び焼付けにより固体潤滑膜を形成することにより、▲1▼切削加工が容易になり、▲2▼過時効処理により残留応力が除去されるので、後の焼き付き工程でも応力緩和による曲がり、うねり等が起こらず、結果として切削加工による寸法精度が向上し、▲3▼固体潤滑膜により陽極酸化皮膜より優れた耐摩耗性及び耐焼付性が得られることを発見し、本発明を完成した。
【0012】
すなわち本発明のアルミニウム合金製オートマチックトランスミッション用スプール弁は、アルミニウム合金からなる基材とその表面に形成された固体潤滑膜とからなり、作動温度領域において前記基材の線膨張係数は実質的に一定であり、かつ前記基材は5μm以下の寸法精度を有する。快削成分を含有しないために低コスト化が達成でき、また実質的に一定の線膨張係数及び5μm以下の寸法精度は、過時効により達成できる。特に5μm以下の寸法精度は、T8 処理・硬質陽極酸化処理では達成できないレベルである。
【0013】
固体潤滑膜は、フッ素樹脂、二硫化モリブデン及び黒鉛からなる群から選ばれた少なくとも1種の固体潤滑剤粉末と、ポリアミドイミド、ポリイミド、エポキシ樹脂及びフェノール樹脂からなる群から選ばれた少なくとも1種のバインダー樹脂とからなるのが好ましく、特にフッ素樹脂粉末、二硫化モリブデン粉末及びポリアミドイミドからなるのが好ましい。またA6000 系等のアルミニウム合金製基材は過時効により85Hv以上の硬度を有する。85Hv以上の硬度は実機で確認されている必要レベルであり、過時効のみで達成することができる。
【0014】
また本発明のアルミニウム合金製オートマチックトランスミッション用スプール弁は、(a) 快削成分を含有しないアルミニウム合金からなる基材を過時効処理し、(b) 所定の形状に機械加工し、次いで(c) 基材表面に固体潤滑剤をコーティングし、焼付けることにより固体潤滑膜を形成することにより製造することができ、前記過時効処理の温度は実質的に前記焼付け温度又はそれ以上であるのが好ましい。過時効により切削性が向上するので、切削加工時に切削抵抗が小さく、工具刃を被削材に押しつける曲げ応力が小さくなる。その上素材自体の残留応力が少ないために、切削精度(同軸度)が向上する。さらに過時効処理の温度を実質的に前記焼付け温度又はそれ以上とするので、焼付け時に残留応力が開放することによる曲がり等の変形を防止することができる。
【0015】
過時効処理の条件は200 ℃以上で20分〜2時間であるのが好ましく、また固体潤滑膜の焼付け条件は200 ℃以上で10分以上であるのが好ましい。また過時効処理の前に溶体化処理を行うのが好ましい。200 ℃以上の焼付け条件は、特に固体潤滑剤のバインダー樹脂としてポリアミドイミドを使用する場合に好適である。85Hv以上の硬度を達成するために、過時効+焼付けの合計時間は35〜140 分間が好ましい。
【0016】
【発明の実施の態様】
[1] スプール弁
(A) 基材
スプール弁基材に使用するアルミニウム合金は、鉛のような快削成分が無添加のアルミニウム合金であり、特にA6061 系のようなA6000 系アルミニウム合金が好ましい。A6000 系アルミニウム合金の組成はJIS により規定されている。
【0017】
(B) 固体潤滑膜
本発明に使用する固体潤滑剤組成物は、フッ素樹脂、二硫化モリブデン及び黒鉛からなる群から選ばれた少なくとも1種の固体潤滑剤粉末と、ポリアミドイミド、ポリイミド、エポキシ樹脂及びフェノール樹脂からなる群から選ばれた少なくとも1種のバインダー樹脂とからなる。なかでもフッ素樹脂粉末、二硫化モリブデン粉末及びポリアミドイミドからなる組成物が好ましい。
【0018】
固体潤滑膜の厚さは3〜50μmであるのが好ましい。固体潤滑膜の厚さが3μm未満であると、固体潤滑膜の耐久性が不十分である。また50μmとしてもさらなる耐摩耗性及び耐焼付性の向上は得られない。より好ましい厚さは5〜25μmである。
【0019】
[2] スプール弁の製造方法
(A) 溶体化処理
アルミニウム合金製基材に対して過時効処理を行う前に、溶体化処理を行うのが好ましい。溶体化処理の条件は、500 〜550 ℃で1〜3時間加熱保持することであり、これにより合金成分は十分に固溶する。加熱保持の後は水冷等により急冷する。
【0020】
(B) 冷間加工
溶体化処理により基材に僅かな曲がり、うねり等の変形が生じる恐れがあるので、寸法精度を確保するために矯正ロール機により曲がり、うねり等を矯正する。
【0021】
(C) 過時効処理
スプール弁には同軸度のような寸法精度は極めて重要であるが、切削抵抗と素材自体の残留応力のために、所望の同軸度を切削加工のみで得るのは極めて困難であった。本発明者は、良好な切削性及び寸法精度を確保するために、アルミニウム合金基材に対して過時効処理を行えば良いことを発見した。過時効処理の後で固体潤滑剤の焼付けを行うが、その際内部応力が残留していると加熱により開放され、曲がり、うねり等の原因になるので、過時効処理により残留応力を十分に除去しておかなければならない。特にA6000 系の標準T8 処理材には直線方向の残留応力が多いので、後の焼付け工程で曲がり、うねり等の変形が起こりやすい。従って、過時効処理温度は実質的に固体潤滑剤の焼付け温度又はそれ以上であるのが好ましい。また過時効+焼付けの合計時間を85Hv以上の硬度を確保できる範囲内とするのが好ましい。そのためには一般に過時効+焼付けの合計時間を35〜140 分間とするのが好ましい。具体的な過時効処理の条件としては、200 ℃以上で20分〜2時間であるのが好ましく、200 〜250 ℃で20〜100 分間がより好ましい。
【0022】
(D) 切削加工
過時効処理した基材をスプール弁の形状にするために、切削加工する。過時効した基材は良好な切削性を示したために、切削効率が良好であるだけでなく、切削加工時に切削抵抗が小さく、工具刃を被削材に押しつける曲げ応力が小さくなる。また素材自体の残留応力が少ないために、切削精度(同軸度)が向上する。その結果、過時効処理をしたアルミニウム合金基材自体が優れた寸法精度を有するのみならず、固体潤滑膜の焼付け後でも優れた寸法精度が維持される。また切削加工のままで十分な寸法精度が得られるので、高価な研磨加工を省略することができる。
【0023】
(E) 固体潤滑剤のコーティング及び焼付け
上記組成の固体潤滑剤を基材表面にコーティングする。固体潤滑剤中のバインダー樹脂は通常液状又は粉体状である。液状バインダー樹脂の場合には、▲1▼エポキシ樹脂のように液状のバインダー樹脂を使用するか、▲2▼ポリアミドイミドやポリイミドのように有機溶媒に溶解して液状化する。また粉体のバインダー樹脂の場合には、バインダー樹脂を微粉末として固体潤滑剤粉末と均一に混合する。液状塗料の場合には、浸漬法、スプレー法等により基材表面に塗布し、粉体の場合には粉体塗装法により基材表面に塗布する。
【0024】
固体潤滑剤コーティングの焼付けはバインダー樹脂の溶融温度又は硬化温度以上の温度で行う。例えばポリアミドイミドの場合には180 ℃以上の温度で焼付ける必要があり、好ましくは200 〜250 ℃である。焼付け時間は温度に依存するが10分以上が好ましく、20〜30分間程度で十分である。
【0025】
固体潤滑剤の焼付けにより、アルミニウム合金基材は再度加熱されることになるので、残留応力があると開放される。その結果、焼付けにより曲がり、うねり等が生じることもある。これが従来技術の問題点であったが、本発明によれば、基材に予め過時効処理を施してあるので、固体潤滑剤の焼付けによっても曲がり、うねり等が生じる恐れはない。
【0026】
【実施例】
本発明を以下の実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。
【0027】
参考例1
アルミニウム合金(JIS のA6061 )からなる直径14mmの押出し棒材を520 ℃で2時間加熱保持し、溶体化処理(水冷により急冷)を行い、次いで矯正ロールにより曲がりやうねり等の変形を除去した後、240 ℃で1時間過時効処理を行い、サンプルNo. 1を作製した。また同じ押出し棒材に対して同じ溶体化処理及び矯正加工を行った後、180 ℃で8時間時効処理(T8 処理)を行い、サンプルNo. 2を作製した。
【0028】
各サンプルを図1に示すスプール弁形状に切削加工し、図2の方法により同軸度を測定した。すなわち、サンプルの2点A、Bを支持して、端部Cに振れを与え、同軸度を測定した。図3は、サンプルNo. 1及び2における各テストピースNo. 1〜5の同軸度の変動を示す。図3から明らかなように、過時効処理したサンプルNo. 1はT8 処理材(サンプルNo. 2)と比較して、同軸度により表される寸法精度が約2倍良好になっている。
【0029】
また過時効処理材(サンプルNo. 1)及びT8 処理材(サンプルNo. 2)に対して、それぞれ残留応力、ヤング率、伸び及び引張強度を測定した。結果をそれぞれ図4〜7に示す。これらの結果から、過時効処理材(サンプルNo. 1)はT8 処理材(サンプルNo. 2)に比較して、残留応力が1/2以下であり(図4参照)、ヤング率がやや大きく(図5参照)、伸びが1/2以下であり(図6参照)、かつ引張強度が若干低下しており(図7参照)、その結果切削性が著しく向上したことが分かる。このように過時効処理材(サンプルNo. 1)は良好な被削性を有するために、切削加工時に切削抵抗が小さく、工具刃を被削材に押しつける曲げ応力が小さくなり、その上素材自体の残留応力が少ないために、切削精度(同軸度)が向上すると考えられる。
【0030】
参考例2
ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)の微粉末と、二硫化モリブデン微粉末と、ポリアミドイミド(重合度:92%)とから固体潤滑剤組成物を調製し、アルミニウム板の表面にコーティングし、25〜240 ℃の範囲の各温度で20分間焼付けた。得られた固体潤滑膜中のポリアミドイミドの重合度と焼付け温度との関係を図8に示す。図8から明らかなように、焼付け温度が240 ℃に達すると、ポリアミドイミドの重合度はほぼ100 %になる。その結果、固体潤滑膜の焼付け温度は240 ℃以上とするのが好ましいことが分かる。
【0031】
参考例3
参考例1と同じアルミニウム合金の押出し棒材を240 ℃で熱処理した。熱処理時間と熱処理した棒材の硬度との関係を図9に示す。図9から明らかなように、240 ℃での熱処理の場合、約40〜120 分間の間で85Hv以上の硬度が得られるが、それ未満又は超では硬度は低下した。ここで85Hvの硬度は耐久性を満たすための条件であり、実機で確認されている。240 ℃での熱処理時間は、過時効及び焼付けのための加熱時間の合計と等しいので、例えば焼付け時間を20分間とすると、この例では過時効時間は20〜100 分間となる。
【0032】
参考例4
参考例1と同様にして、アルミニウム合金(A6061 )の円柱状棒材を溶体化処理(水冷により急冷)し、次いで矯正した後、240 ℃で1時間過時効処理を行い、サンプルNo. 3(A6061-過時効材)を作製した。また同じ円柱状棒材に対して同じ溶体化処理及び矯正加工を行った後、180 ℃で8時間時効処理(T8 処理)を行い、サンプルNo. 4(A6061-T8 材-1)を作製した。各サンプルの外径は120 ℃で12.000mmであった。
【0033】
各サンプルにシース型熱電対を埋め込み、炉中で150 ℃に加熱し、降温時の外径変化を耐熱型マイクロメータにより測定した。各温度における外径の測定値をXmmとしたとき、線膨張率は(X/12)×100 %により表される。このようにして求めた線膨張率と温度との関係を図10に示す。図10から、T8 処理材(サンプルNo. 4)は約60±20℃の温度で線膨張係数が低くなることが分かった。これに対して、過時効処理材(サンプルNo. 3)は約30℃〜120 ℃の温度範囲で実質的に線膨張率が直線状に変化するので、線膨張係数が実質的に一定であることが分かる。
【0034】
実施例1、比較例1、2
参考例1と同じ過時効処理材(サンプルNo. 1)を図11に示すスプール弁形状に切削加工し、参考例2と同じ組成の固体潤滑剤組成物をコーティングし、240 ℃で20分間焼付け、実施例1のスプール弁を作製した。
【0035】
参考例1と同じT8 処理材(サンプルNo. 2)を図11に示すスプール弁形状に切削加工し、硬質陽極酸化処理をし、比較例1のスプール弁を作製した。また直径14mmの鉄鋼(JIS のSCR420)製棒材に対して、930 ℃のプロパンガス変性浸炭雰囲気ガス中で浸炭処理を行い、次いで870 ℃から油冷により焼き入れし、比較例2のスプール弁を作製した。
【0036】
各スプール弁をアルミニウム製ハウジング治具に設置し、35〜120 ℃の油温における円環隙間漏れ量を測定した。結果を図12に示す。図12から明らかなように、比較例2の浸炭・焼き入れ鉄鋼製スプール弁の場合、鉄鋼とアルミニウムとの線膨張係数の差が元々大きいので、円環隙間漏れ量は油温の上昇とともに急速に増大した。またT8 処理−硬質陽極酸化処理スプール弁(比較例1)の場合、35〜120 ℃の全油温領域で、漏れ量が過時効−固体潤滑膜スプール弁(実施例1)より著しく多く、かつ80℃以下では浸炭鉄鋼製スプール弁(比較例2)より多かった。漏れ量は作動油ポンプ負荷に直結するので、漏れ量が多くなるとエネルギーロスが増大するのみならず、スプール弁の応答性が低下する。
【0037】
実施例2,3、比較例3〜6
実施例1及び比較例1、2と同じ条件で、図1に示す形状のスプール弁及び図11に示す形状のスプール弁を作製した。各スプール弁は以下の通りである。
実施例2: A6061-過時効・固体潤滑膜 図1に示す形状のスプール弁
比較例3: A6061-T8 処理・陽極酸化皮膜 図1に示す形状のスプール弁
比較例4: 鉄鋼浸炭・焼き入れ 図1に示す形状のスプール弁
実施例3: A6061-過時効・固体潤滑膜 図11に示す形状のスプール弁
比較例5: A6061-T8 処理・陽極酸化皮膜 図11に示す形状のスプール弁
比較例6: 鉄鋼浸炭・焼き入れ 図11に示す形状のスプール弁
【0038】
各スプール弁をアルミニウム製ハウジング治具に設置し、20〜120 ℃の油温における応答時間を測定した。結果を図13に示す。図13から明らかなように、図11の形状の小型薄肉のスプール弁の場合、実施例3のスプール弁と比較例5,6のスプール弁との重量差が余り大きくないので、顕著な応答性の相違が認められなかったが、図1の形状の場合には、実施例2の過時効・固体潤滑膜A6061 製のスプール弁は、比較例4の浸炭・焼き入れした鉄鋼製のスプール弁より非常に応答性が良く、また比較例3のT8 処理及び陽極酸化処理したA6061 製のスプール弁よりも全測定温度領域において良好であった。
【0039】
実施例4、比較例7〜 13
チップオンディスクによる摩耗試験及び動摩擦試験において、ディスク側をADC 相当材とし、チップとして下記基材に下記表面処理を施したものを使用した。
実施例4:G67 基材に固体潤滑膜(PTFE+MoS2+ポリイミド)。
比較例7:G67 基材に厚さ20μmの硬質陽極酸化皮膜。
比較例8:G67 基材にNi-P10メッキ。
比較例9:ASCM16(表面処理無し)。
比較例10:H-38(表面処理無し)。
比較例11:A4032 (表面処理無し)。
比較例12:G67 基材にT8処理を施したチップ(表面処理無し)。
比較例13:A6061 基材にT6処理を施したチップ(表面処理無し)。
【0040】
試験条件は以下の通りであった。
(1) 高面圧摩耗試験
面圧:3MPa
ディスクの回転速度:12.5 m/s
試験時間:30分
摺動距離:22,500m
ATF オイル滴下量:16 ml/min
【0041】
(2) 低面圧摩耗試験
面圧:0.1 MPa
ディスクの回転速度:6.2 m/s
試験時間:120 分
摺動距離:44,600m
ATF オイル滴下量:16 ml/min
【0042】
(3) 動摩擦試験
面圧:0.1 〜5MPa
ディスクの回転速度:25.5 m/s
ATF オイル滴下量:16 ml/min
【0043】
摩耗試験結果を図14及び図15にそれぞれ示し、動摩擦試験結果を図16に示す。図14及び図15から、固体潤滑膜を有する実施例4のチップは比較例7〜11のチップと比較して摩耗量が著しく少ないことが分かる。また図16から、固体潤滑膜を有する実施例4のチップは硬質陽極酸化皮膜を有する比較例7のチップ、及び表面処理がない比較例11〜13のチップと比較して、広範な面圧範囲において動摩擦係数が小さいことが分かる。また比較例7,11〜13では焼き付けが起こり、途中で図16の試験を終了した。
【0044】
【発明の効果】
以上の通り、本発明のスプール弁は、アルミニウム合金基材に過時効処理を施した後に固体潤滑剤をコーティングし焼付けてなるので、優れた耐摩耗性及び耐焼付性を有するのみならず、過時効により残留応力がほとんど除去されているので切削性が良好であり、高価な研磨加工をしなくても5μm以下と優れた寸法精度(同軸度)を有する。そのためスプール弁等として使用する場合に漏れ量を著しく低減することができる。
【0045】
また過時効により切削性が向上しているので、アルミニウム合金は快削成分を含有しなくても良く、そのためにスプール弁のコスト低減が達成できる。例えばスプール弁の場合、鉄鋼製スプール弁より約30%もコスト低減ができる。その上鉛等の快削成分を含有しないので、公害防止にも寄与する。
【0046】
上記特徴を有する本発明のスプール弁は、高級自動車用のオートマチックトランスミッション等に使用するスプール弁等として好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 スプール弁の一例を示す概略断面図である。
【図2】 スプール弁の同軸度測定方法を示す概略図である。
【図3】 過時効処理したアルミニウム合金(サンプルNo. 1)及びT8 処理したアルミニウム合金(サンプルNo. 2)について、テストピース毎の同軸度の変動を比較するグラフである。
【図4】 過時効処理したアルミニウム合金(サンプルNo. 1)及びT8 処理したアルミニウム合金(サンプルNo. 2)について、残留応力を比較するグラフである。
【図5】 過時効処理したアルミニウム合金(サンプルNo. 1)及びT8 処理したアルミニウム合金(サンプルNo. 2)について、ヤング率を比較するグラフである。
【図6】 過時効処理したアルミニウム合金(サンプルNo. 1)及びT8 処理したアルミニウム合金(サンプルNo. 2)について、伸びを比較するグラフである。
【図7】 過時効処理したアルミニウム合金(サンプルNo. 1)及びT8 処理したアルミニウム合金(サンプルNo. 2)について、引張強度を比較するグラフである。
【図8】 固体潤滑剤中のポリアミドイミドの重合度と焼付け温度との関係を示すグラフである。
【図9】 アルミニウム合金の熱処理時間と硬度との関係を示すグラフである。
【図10】 過時効処理したアルミニウム合金(サンプルNo. 3)及びT8 処理したアルミニウム合金(サンプルNo. 4)について、線膨張率と温度との関係を示すグラフである。
【図11】 スプール弁の別の例を示す概略断面図である。
【図12】 過時効・固体潤滑膜スプール弁(実施例1)、T8 処理・硬質陽極酸化膜スプール弁(比較例1)、及び浸炭・焼き入れ鉄鋼製スプール弁(比較例2)について、円環隙間漏れ量と油温との関係を示すグラフである。
【図13】 過時効・固体潤滑膜スプール弁(実施例2,3)、T8 処理・硬質陽極酸化膜スプール弁(比較例3,5)、及び浸炭・焼き入れ鉄鋼製スプール弁(比較例4,6)について、種々の形状としたときの応答時間と油温との関係を示すグラフである。
【図14】 種々のチップについて、高面圧における動摩擦係数と摩耗量との関係を示すグラフである。
【図15】 種々のチップについて、低面圧における動摩擦係数と摩耗量との関係を示すグラフである。
【図16】 種々のチップについて、面圧と動摩擦係数との関係を示すグラフである。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a spool valve for an automatic transmission made of an aluminum alloy having excellent dimensional accuracy and wear resistance and seizure resistance.
[0002]
[Prior art and problems to be solved by the invention]
Low-carbon steel, low-carbon alloy steel case-hardened steel, and JIS structural alloy with emphasis on machinability as sliding members used in devices that require a leak-free seal, such as conventional hydraulic actuators Free-cutting steel such as steel SUM24L is used, and after blank cutting (header etc., depending on the shape, combined processing of plastic processing and cutting), carburizing and quenching is given to provide wear resistance, Polished to finish. However, since the steel spool valve has a large specific gravity, its operation response is poor.
[0003]
Recently, for the purpose of reducing the weight of automobiles and the like, hydraulic actuators tend to be cast aluminum alloys, and sliding members used for them are made of aluminum alloys. As the aluminum alloy, mainly A6061 system or quenched by water cooling after 2 hours solution treatment at T 8 treated material (520 ° C. of A6000 system of the free-cutting material such as, cold working, and then at 170 to 180 ° C. A material subjected to an artificial age hardening treatment for 8 hours is used. After these aluminum alloys are cut, they are polished to the required accuracy, then hard anodized, and finally finished by polishing. Depending on the shape, as in the case of headers, etc., plastic processing is applied to A6000 series O material, blanking is performed by cutting, T 6 or T 7 treatment is performed, and then the steps following polishing are performed as described above. Is going. A6000 series aluminum alloy is suitable for a spool material because it has good plastic workability such as forging and can be hard anodized.
[0004]
In the case of a spool valve, the cost of using steel as a material is lower than that of an aluminum alloy. However, since the main body that receives the spool valve is made of cast aluminum, the difference in thermal expansion between the main body and the spool valve is large. When the temperature is increased during use, there is a problem that a large gap is generated between the inner wall of the hole of the main body and the outer surface of the spool valve, and the leakage of hydraulic oil increases.
[0005]
On the other hand, the aluminum alloy spool valve has less hydraulic oil leakage and good response, but has a problem that it is more expensive than the steel spool valve. Therefore, aluminum alloy spool valves are mainly used for automatic transmissions for high-end automobiles, and steel spool valves are frequently used for mass-class automobiles.
[0006]
When manufacturing a spool valve by cutting a material that does not contain free-cutting components of A6000 series aluminum alloy, chips are connected during processing, cutting performance is poor, and chips are bitten to reduce dimensional accuracy. In addition, it is necessary to frequently remove chips. In addition, since the work material is usually an extruded material of A6000 series aluminum alloy, the material itself has a residual stress, and bending, waviness and the like occur after cutting. Furthermore, since cutting workability is poor, bending, waviness, etc. are promoted by stress during processing.
[0007]
In order to solve the problem of low machinability, it is conceivable to use a so-called free-cutting material to which a free-cutting element such as lead is added as an aluminum alloy material, but the free-cutting material is generally only expensive. There is also a possibility that lead etc. may cause pollution. If the free-cutting steel was also subjected to normal T 8 processing, the residual stress of the material itself, there are the same bend, causing such undulation. Therefore, there is a demand for a technique that can be easily cut without using a free-cutting material and that can manufacture a sliding member such as a highly accurate and highly coaxial spool valve at a low cost.
[0008]
On the other hand, various surface treatments have been proposed to reduce the friction of the sliding member, but the most common is hard anodizing treatment. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-44865 discloses a method for manufacturing an aluminum valve spool, in which a corner portion of a base material is formed into an arc shape and a 5 to 25 μm anodic oxide film is uniformly formed on the surface of the base material. Disclosure. However, the hard anodizing treatment itself is expensive, and the anodized film has insufficient wear resistance, and the fine powder and dust of the worn anodized film are caught in the sliding surface, resulting in high local pressure. There is also a problem of causing scratches and burn-in. As described above, the anodized film is formed to prevent seizure between aluminum and to improve the wear resistance, but the actual situation is that the purpose is not sufficiently achieved.
[0009]
Further, even when the hard anodizing treatment is performed, it is necessary to perform a polishing process in order to obtain dimensional accuracy before that. In addition, in the case of the hard anodizing treatment, the current density varies depending on the location of the substrate surface, so that the film thickness is not uniform and it is necessary to perform polishing again after the treatment. Thus, in the case of the hard anodizing treatment, there is a problem that not only sufficient wear resistance and seizure resistance cannot be obtained, but also the process is complicated and the production cost is increased.
[0010]
Therefore, the object of the present invention is that it can be easily cut without using a free-cutting material, and has excellent wear resistance and seizure resistance that cannot be obtained by hard anodizing treatment, and To provide a spool valve for an automatic transmission made of an aluminum alloy having good dimensional accuracy.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
As a result of diligent research in view of the above problems, the present inventors have made the base material of the spool valve made of an aluminum alloy with no free-cutting component added, over-aged it, and coated and baked with a solid lubricant. By forming a solid lubricating film, (1) cutting becomes easy, and (2) residual stress is removed by overaging treatment, so that bending or undulation due to stress relaxation does not occur in the subsequent seizure process, As a result, the dimensional accuracy by cutting was improved, and (3) the solid lubricating film was found to provide better wear resistance and seizure resistance than the anodized film, and the present invention was completed.
[0012]
That is, the spool valve for an aluminum alloy automatic transmission according to the present invention comprises a base material made of an aluminum alloy and a solid lubricating film formed on the surface thereof, and the linear expansion coefficient of the base material is substantially constant in the operating temperature range. And the substrate has a dimensional accuracy of 5 μm or less. Since it does not contain a free-cutting component, cost reduction can be achieved, and a substantially constant linear expansion coefficient and dimensional accuracy of 5 μm or less can be achieved by overaging. In particular, the dimensional accuracy of 5 μm or less is a level that cannot be achieved by the T 8 treatment / hard anodizing treatment.
[0013]
The solid lubricant film is at least one solid lubricant powder selected from the group consisting of fluororesin, molybdenum disulfide and graphite, and at least one selected from the group consisting of polyamideimide, polyimide, epoxy resin and phenol resin. The binder resin is preferably composed of fluororesin powder, molybdenum disulfide powder and polyamideimide. In addition, aluminum alloy base materials such as A6000 series have a hardness of 85 Hv or more due to overaging. A hardness of 85Hv or higher is a necessary level that has been confirmed on actual machines, and can be achieved only by overaging.
[0014]
The spool valve for an automatic transmission made of an aluminum alloy according to the present invention comprises (a) an overaging treatment of a base material made of an aluminum alloy that does not contain a free-cutting component, (b) machined into a predetermined shape, and then (c) It can be manufactured by coating a solid lubricant on the surface of the substrate and baking to form a solid lubricating film, and the temperature of the overaging treatment is preferably substantially the baking temperature or higher. . Since the machinability is improved by overaging, the cutting resistance is small during cutting, and the bending stress that presses the tool blade against the work material is reduced. In addition, since the residual stress of the material itself is small, cutting accuracy (coaxiality) is improved. Furthermore, since the temperature of the overaging treatment is substantially set to the baking temperature or higher, deformation such as bending due to the release of residual stress during baking can be prevented.
[0015]
The conditions for the overaging treatment are preferably 200 ° C. or more and 20 minutes to 2 hours, and the solid lubricant film baking conditions are preferably 200 ° C. or more and 10 minutes or more. Moreover, it is preferable to perform the solution treatment before the overaging treatment. Baking conditions of 200 ° C. or higher are particularly suitable when polyamideimide is used as a binder resin for a solid lubricant. In order to achieve a hardness of 85 Hv or more, the total time of overaging + baking is preferably 35 to 140 minutes.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[1] spool valve
(A) The aluminum alloy used for the base spool valve base is an aluminum alloy with no free-cutting component such as lead, and particularly preferably an A6000 series aluminum alloy such as the A6061 series. The composition of A6000 series aluminum alloy is specified by JIS.
[0017]
(B) Solid Lubricant Film The solid lubricant composition used in the present invention comprises at least one solid lubricant powder selected from the group consisting of fluororesin, molybdenum disulfide and graphite, polyamideimide, polyimide, and epoxy resin. And at least one binder resin selected from the group consisting of phenol resins. Among these, a composition composed of fluororesin powder, molybdenum disulfide powder and polyamideimide is preferable.
[0018]
The thickness of the solid lubricating film is preferably 3 to 50 μm. When the thickness of the solid lubricating film is less than 3 μm, the durability of the solid lubricating film is insufficient. Further, even when the thickness is 50 μm, no further improvement in wear resistance and seizure resistance can be obtained. A more preferred thickness is 5 to 25 μm.
[0019]
[2] Spool valve manufacturing method
(A) Solution Treatment It is preferable to perform solution treatment before overaging the substrate made of aluminum alloy. The solution treatment condition is to heat and hold at 500 to 550 ° C. for 1 to 3 hours, whereby the alloy components are sufficiently dissolved. After heating and holding, quench by water cooling.
[0020]
(B) Since the base material may be slightly bent and deformed by waviness or the like due to the cold working solution treatment, it is bent and corrected by a straightening roll machine to ensure dimensional accuracy.
[0021]
(C) Dimensional accuracy such as concentricity is extremely important for an overaged spool valve, but it is extremely difficult to obtain the desired concentricity only by cutting because of the cutting resistance and the residual stress of the material itself. Met. The inventor has discovered that an overaging treatment may be performed on an aluminum alloy base material in order to ensure good machinability and dimensional accuracy. The solid lubricant is baked after the overaging treatment, but if the internal stress remains at that time, it will be released by heating and cause bending, undulation, etc., so the residual stress is sufficiently removed by overaging treatment. I have to keep it. In particular, the A6000-based standard T8 treated material has a large amount of residual stress in the linear direction, and is likely to bend and swell in the subsequent baking process. Accordingly, it is preferable that the overaging temperature is substantially equal to or higher than the baking temperature of the solid lubricant. Moreover, it is preferable that the total time of overaging + baking is within a range in which a hardness of 85 Hv or more can be secured. For this purpose, it is generally preferable to set the total time of overaging and baking to 35 to 140 minutes. Specific conditions for the overaging treatment are preferably 200 ° C. or more and 20 minutes to 2 hours, and more preferably 200 to 250 ° C. for 20 to 100 minutes.
[0022]
(D) Cutting process Cutting is performed to make the substrate over-aged into the shape of a spool valve. Since the overaged base material showed good machinability, not only the cutting efficiency is good, but also the cutting resistance during cutting is small, and the bending stress that presses the tool blade against the work material becomes small. In addition, since the residual stress of the material itself is small, cutting accuracy (coaxiality) is improved. As a result, the over-aged aluminum alloy substrate itself has not only excellent dimensional accuracy, but also excellent dimensional accuracy is maintained after baking of the solid lubricant film. Moreover, since sufficient dimensional accuracy can be obtained with the cutting process, an expensive polishing process can be omitted.
[0023]
(E) Coating and baking of solid lubricant The surface of the substrate is coated with a solid lubricant having the above composition. The binder resin in the solid lubricant is usually liquid or powder. In the case of a liquid binder resin, (1) a liquid binder resin is used such as an epoxy resin, or (2) it is liquefied by dissolving in an organic solvent such as polyamideimide or polyimide. In the case of a powdered binder resin, the binder resin is finely mixed with the solid lubricant powder. In the case of a liquid paint, it is applied to the surface of the substrate by dipping or spraying, and in the case of a powder, it is applied to the surface of the substrate by a powder coating method.
[0024]
The solid lubricant coating is baked at a temperature equal to or higher than the melting temperature or curing temperature of the binder resin. For example, in the case of polyamideimide, it is necessary to bake at a temperature of 180 ° C. or higher, preferably 200 to 250 ° C. The baking time depends on the temperature, but is preferably 10 minutes or more, and about 20 to 30 minutes is sufficient.
[0025]
Since the aluminum alloy base material is heated again by baking of the solid lubricant, it is released when there is residual stress. As a result, bending, undulation or the like may occur due to baking. This is a problem of the prior art, but according to the present invention, since the base material is pre-aged in advance, there is no possibility of bending, undulation or the like caused by baking of the solid lubricant.
[0026]
【Example】
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited thereto.
[0027]
Reference example 1
After extruding a 14mm diameter extruded rod made of aluminum alloy (JIS A6061) at 520 ° C for 2 hours, solution treatment (quenching with water cooling), and then removing deformation such as bending and undulation with a straightening roll Sample No. 1 was prepared by over-aging at 240 ° C. for 1 hour. Also after the same solution treatment and straightening the same extruded bar, for 8 hours aging at 180 ° C. (T 8 treated) to prepare a sample No. 2.
[0028]
Each sample was cut into a spool valve shape shown in FIG. 1, and the coaxiality was measured by the method shown in FIG. That is, two points A and B of the sample were supported, the end C was shaken, and the coaxiality was measured. FIG. 3 shows the variation of the coaxiality of each test piece No. 1 to 5 in Sample Nos. 1 and 2. As apparent from FIG. 3, sample No. 1 was over-aging treatment as compared to T 8 treatment material (Sample No. 2), dimensional accuracy, represented by the concentricity is turned about two times better.
[0029]
The relative overaging material (Sample No. 1) and T 8 treatment material (Sample No. 2), respectively the residual stress, Young's modulus, elongation and tensile strength were measured. The results are shown in FIGS. These results, in comparison to the over-aging treatment material (Sample No. 1) is T 8 treatment material (Sample No. 2), the residual stress is 1/2 or less (see FIG. 4), the Young's modulus slightly It is large (see FIG. 5), the elongation is 1/2 or less (see FIG. 6), and the tensile strength is slightly reduced (see FIG. 7). As a result, it can be seen that the machinability is remarkably improved. Since the overaged material (Sample No. 1) has good machinability in this way, the cutting resistance during cutting is small, the bending stress that presses the tool blade against the work material is small, and the material itself It is considered that the cutting accuracy (coaxiality) is improved because the residual stress is small.
[0030]
Reference example 2
A solid lubricant composition was prepared from fine powder of polytetrafluoroethylene (PTFE), fine powder of molybdenum disulfide, and polyamideimide (degree of polymerization: 92%), and coated on the surface of an aluminum plate. Bake for 20 minutes at each temperature in the range of ° C. FIG. 8 shows the relationship between the degree of polymerization of polyamideimide in the obtained solid lubricating film and the baking temperature. As is apparent from FIG. 8, when the baking temperature reaches 240 ° C., the degree of polymerization of polyamideimide becomes almost 100%. As a result, it is found that the baking temperature of the solid lubricating film is preferably 240 ° C. or higher.
[0031]
Reference example 3
The same extruded rod of aluminum alloy as in Reference Example 1 was heat-treated at 240 ° C. FIG. 9 shows the relationship between the heat treatment time and the hardness of the heat-treated bar. As apparent from FIG. 9, in the case of the heat treatment at 240 ° C., a hardness of 85 Hv or more was obtained in about 40 to 120 minutes, but the hardness decreased below or above. Here, the hardness of 85Hv is a condition for satisfying the durability, and it has been confirmed by an actual machine. Since the heat treatment time at 240 ° C. is equal to the sum of the heating time for overaging and baking, for example, when the baking time is 20 minutes, in this example, the overaging time is 20 to 100 minutes.
[0032]
Reference example 4
In the same manner as in Reference Example 1, a cylindrical rod of aluminum alloy (A6061) was subjected to a solution treatment (quenching by water cooling) and then corrected, followed by an overaging treatment at 240 ° C. for 1 hour, and sample No. 3 ( A6061-overaging material) was produced. Also after the same solution treatment and straightening the same cylindrical rod, for 8 hours aging at 180 ° C. (T 8 process), sample No. 4 the (A6061-T 8 material -1) Produced. The outer diameter of each sample was 12.000 mm at 120 ° C.
[0033]
Each sample was embedded with a sheath type thermocouple, heated to 150 ° C. in a furnace, and the change in outer diameter at the time of temperature reduction was measured with a heat-resistant micrometer. When the measured value of the outer diameter at each temperature is X mm, the linear expansion coefficient is expressed by (X / 12) × 100%. FIG. 10 shows the relationship between the linear expansion coefficient thus obtained and the temperature. From Figure 10, T 8 treatment material (Sample No. 4) linear expansion coefficient at a temperature of about 60 ± 20 ° C. has been found to be lower. On the other hand, since the linear expansion coefficient of the overaged material (sample No. 3) changes substantially linearly in the temperature range of about 30 ° C. to 120 ° C., the linear expansion coefficient is substantially constant. I understand that.
[0034]
Example 1, Comparative Examples 1 and 2
The same overaged material (Sample No. 1) as in Reference Example 1 is cut into the spool valve shape shown in Fig. 11, coated with a solid lubricant composition of the same composition as in Reference Example 2, and baked at 240 ° C for 20 minutes. A spool valve of Example 1 was produced.
[0035]
The same T 8 treated material (sample No. 2) as in Reference Example 1 was cut into a spool valve shape shown in FIG. 11 and subjected to hard anodizing treatment to produce a spool valve of Comparative Example 1. In addition, steel rods with a diameter of 14 mm (JIS SCR420) were carburized in a propane gas-modified carburizing atmosphere gas at 930 ° C and then quenched by oil cooling from 870 ° C. Was made.
[0036]
Each spool valve was installed in an aluminum housing jig, and the ring gap leakage amount at an oil temperature of 35 to 120 ° C. was measured. The results are shown in FIG. As is clear from FIG. 12, in the case of the carburized / quenched steel spool valve of Comparative Example 2, the difference in the linear expansion coefficient between steel and aluminum was originally large. Increased. The T 8 treatment - if hard anodized spool valve (Comparative Example 1), the total oil temperature range of thirty-five to one hundred and twenty ° C., the leakage amount of the overaging - Solid lubricant film spool valve (Example 1) significantly more than, At 80 ° C. or less, the amount was higher than that of the carburized steel spool valve (Comparative Example 2). Since the leakage amount is directly connected to the hydraulic oil pump load, when the leakage amount increases, not only the energy loss increases but also the responsiveness of the spool valve decreases.
[0037]
Examples 2 and 3 and Comparative Examples 3 to 6
A spool valve having the shape shown in FIG. 1 and a spool valve having the shape shown in FIG. 11 were produced under the same conditions as in Example 1 and Comparative Examples 1 and 2. Each spool valve is as follows.
Example 2: A6061-over-aged / solid lubricant film Comparative example of spool valve with the shape shown in FIG. 1: A6061-T 8 treatment / anodized film Comparative example of spool valve with the shape shown in FIG. 1: Carburizing and quenching of steel spool valve embodiment having the shape shown in Figure 1 3: A6061- overaging, solid lubricant films view of a shape shown in 11 spool valve Comparative example 5: spool valve comparison of the shape shown in A6061-T 8 processing and anodized film 11 Example 6: Steel carburizing and quenching Spool valve with the shape shown in FIG.
Each spool valve was installed in an aluminum housing jig, and the response time at an oil temperature of 20 to 120 ° C. was measured. The results are shown in FIG. As is apparent from FIG. 13, in the case of the small and thin spool valve having the shape of FIG. 11, the difference in weight between the spool valve of Example 3 and the spool valves of Comparative Examples 5 and 6 is not so large, so that remarkable responsiveness is achieved. In the case of the shape of FIG. 1, the spool valve made of the overaged / solid lubricating film A6061 of Example 2 is more than the carburized and quenched steel spool valve of Comparative Example 4. It was very responsive and was better in the entire measured temperature range than the A6061 spool valve treated with T 8 and anodized in Comparative Example 3.
[0039]
Example 4 and Comparative Examples 7 to 13
In the wear test and dynamic friction test using a chip-on-disk, the disk side was made of an ADC equivalent material, and the following substrate was subjected to the following surface treatment as a chip.
Example 4: A solid lubricating film (PTFE + MoS 2 + polyimide) on a G67 substrate.
Comparative Example 7: G67 Hard anodized film with a thickness of 20 μm on the base material.
Comparative Example 8: G67 substrate with Ni-P 10 plating.
Comparative Example 9: ASCM16 (no surface treatment).
Comparative Example 10: H-38 (no surface treatment).
Comparative Example 11: A4032 (no surface treatment).
Comparative Example 12: G67 Chip with T 8 treatment on substrate (no surface treatment).
Comparative Example 13: A6061 Chip with T 6 treatment on substrate (no surface treatment).
[0040]
The test conditions were as follows.
(1) High surface pressure wear test Surface pressure: 3MPa
Disk rotation speed: 12.5 m / s
Test time: 30 minutes Sliding distance: 22,500m
ATF oil drop rate: 16 ml / min
[0041]
(2) Low surface pressure wear test Surface pressure: 0.1 MPa
Disk rotation speed: 6.2 m / s
Test time: 120 minutes Sliding distance: 44,600m
ATF oil drop rate: 16 ml / min
[0042]
(3) Dynamic friction test surface pressure: 0.1 to 5 MPa
Disk rotation speed: 25.5 m / s
ATF oil drop rate: 16 ml / min
[0043]
The wear test results are shown in FIGS. 14 and 15, respectively, and the dynamic friction test results are shown in FIG. 14 and 15, it can be seen that the tip of Example 4 having a solid lubricating film has significantly less wear than the tips of Comparative Examples 7-11. Also, from FIG. 16, the tip of Example 4 having a solid lubricating film has a wider surface pressure range than the tip of Comparative Example 7 having a hard anodized film and the tips of Comparative Examples 11 to 13 having no surface treatment. It can be seen that the coefficient of dynamic friction is small. In Comparative Examples 7 and 11 to 13, baking occurred, and the test of FIG.
[0044]
【The invention's effect】
As described above, the spool valve of the present invention is not only having excellent wear resistance and seizure resistance, but also having an excellent wear resistance and seizure resistance since it is coated with a solid lubricant after being over-aged to an aluminum alloy base material. Since the residual stress is almost removed by aging, the machinability is good and it has excellent dimensional accuracy (coaxiality) of 5 μm or less without expensive polishing. Therefore, when used as a spool valve or the like, the amount of leakage can be significantly reduced.
[0045]
Moreover, since the machinability is improved by overaging, the aluminum alloy does not need to contain a free-cutting component, and therefore the cost of the spool valve can be reduced. For example, in the case of a spool valve, the cost can be reduced by about 30% compared to a steel spool valve. In addition, since it does not contain lead or other free-cutting components, it contributes to pollution prevention.
[0046]
The spool valve of the present invention having the above characteristics is suitable as a spool valve used for an automatic transmission for a high-class automobile or the like.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a spool valve.
FIG. 2 is a schematic view showing a method for measuring the coaxiality of a spool valve.
FIG. 3 is a graph comparing the variation in coaxiality for each test piece for an over-aged aluminum alloy (sample No. 1) and a T 8 treated aluminum alloy (sample No. 2).
[4] The overaging aluminum alloy (Sample No. 1) and T 8 treated aluminum alloy (Sample No. 2), it is a graph comparing the residual stress.
[5] The overaging aluminum alloy (Sample No. 1) and T 8 treated aluminum alloy (Sample No. 2), it is a graph comparing the Young's modulus.
[6] The overaging aluminum alloy (Sample No. 1) and T 8 treated aluminum alloy (Sample No. 2), which is a graph comparing elongation.
FIG. 7 is a graph comparing the tensile strength of an over-aged aluminum alloy (sample No. 1) and a T 8 treated aluminum alloy (sample No. 2).
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the degree of polymerization of polyamideimide in a solid lubricant and the baking temperature.
FIG. 9 is a graph showing the relationship between heat treatment time and hardness of an aluminum alloy.
FIG. 10 is a graph showing the relationship between linear expansion coefficient and temperature for an over-aged aluminum alloy (sample No. 3) and a T 8 treated aluminum alloy (sample No. 4).
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing another example of a spool valve.
FIG. 12 shows an overaged / solid lubricant film spool valve (Example 1), a T 8 treated / hard anodized film spool valve (Comparative Example 1), and a carburized / hardened steel spool valve (Comparative Example 2). It is a graph which shows the relationship between an annular | circular gap clearance amount and oil temperature.
[13] overaging-solid lubricating film spool valve (Example 2,3), T 8 processing and hard anodic oxide film spool valve (Comparative Example 3, 5), and carburizing and quenching of iron or steel spool valve (Comparative Example 4 and 6) are graphs showing the relationship between response time and oil temperature when various shapes are employed.
FIG. 14 is a graph showing the relationship between the dynamic friction coefficient at high surface pressure and the amount of wear for various chips.
FIG. 15 is a graph showing the relationship between the dynamic friction coefficient and the wear amount at low surface pressure for various chips.
FIG. 16 is a graph showing the relationship between surface pressure and dynamic friction coefficient for various chips.

Claims (1)

アルミニウム合金からなる基材の表面に固体潤滑膜が形成されてなるオートマチックトランスミッション用スプール弁であって、前記基材は過時効処理されたものであり、前記固体潤滑膜は前記基材表面に固体潤滑剤をコーティングし、焼付けることにより形成されたものであり、前記過時効処理の温度は前記焼付けの温度以上であることを特徴とするオートマチックトランスミッション用スプール弁。A spool valve for an automatic transmission in which a solid lubricating film is formed on a surface of a base material made of an aluminum alloy, wherein the base material is overaged, and the solid lubricating film is solid on the surface of the base material A spool valve for an automatic transmission , which is formed by coating and baking a lubricant, and the temperature of the overaging treatment is equal to or higher than the baking temperature .
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